基于磁共振耦合的激光射束驱动无线充电装置设计

发布时间：2025-03-18 05:31

　　 运用传统方法设计的无线充电装置存在充电速度较慢的问题,因此以提升充电速度为设计目的,利用激光射束驱动技术,依据电磁耦合进行电能-磁场能-电能的转换和传输原理,设计了基于磁共振耦合的激光射束驱动无线充电装置改进设计。整个无线充电装置分为激光射束驱动元件、发送模块单元、磁共振耦合转换控制模块单元和接收模块单元4个部分,其中激光射束用来产生无线充电的驱动信号,通过发送模块单元和接收模块单元的配合,实现电能的传输和接收。磁共振耦合转换控制模块单元实现对充电速度和稳定性的控制,最终按照无线充电的运行流程,实现对用电设备充电功能的设计。通过充电性能对比分析实验得出结论:与传统的无线充电装置相比,设计的无线充电装置充电速度提高了3.464 C,充分体现了该方法的实用性和有效性。

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【部分图文】：

图1 驱动信号波形示意图

按照激光元件芯片的参数和激光射束的生成原理，分析生成的驱动信号脉冲的规律[7]。当激光发射器与激光射束接收器之间存在待充电用电装置时，接收器的激光射束会发生间断，由此产生驱动信号，对应的驱动信号波动情况如图1所示。从图1中的波形图可以推算出驱动信号波形的发射周期，计算方法如公式3....

图2 磁共振耦合转换控制模块单元等效电路

为了保证磁共振耦合的控制性能，将相关元件连接在一起，形成多谐振电能传输控制的等效电路，如图2所示。图中US为电路电源，M为发射端与接收端的耦合系数。

图3 接收端各元件连接框图

无线充电装置中的接收模块单元由次级耦合线圈、快速恢复整流二极管、滤波电路、基准电压元以及显示灯等元件组成[15]。并将所有的组成元件按照图3中表示的方式连接在一起。电能接收电路需要使用二极管实现整流处理，并将对应的电路从反向关闭转换成为正向导通状态。然而在接收电路中整流二极管的开....

图4 无线充电流程图

分别将激光射束驱动元件、发送模块单元、磁共振耦合转换控制模块单元和接收模块单元以固定的结构安装在设计的无线充电装置内，使其按照图4中的流程实现无线充电功能。按照上图中的无线充电流程，当待充电的用电装置放置在激光检测范围之内时，自动连接形成无线充电链路，进而执行无线充电程序[18]....

本文编号：4036078